La structure de Lewis de XeH4 consiste en un seul atome de xénon au centre de la molécule, entouré de quatre hydrogènes. Chaque hydrogène a une couche complète de deux électrons de valence, laissant un reste total de 12 à attacher à l'atome de xénon.
La structure de Lewis de XeH4 est inhabituelle parmi les molécules, car l'atome de xénon en son centre supporte plus que les huit électrons de valence de la plupart des éléments de sa période. La capacité de charge supplémentaire du xénon permet un placement stable des quatre électrons supplémentaires autour de l'atome central de la molécule sans perturber les charges formelles de la structure.
